Svetlo prvých hviezd - hviezdy tretej generácie

01.12.2005

 

< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >



Umelcova predstava o prvých hviezdach, ktoré vznikali tesne (200 až 400 miliónov rokov) po Veľkom tresku.
Uznanie: Spitzer Space Telescope, NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (GSFC)

Obrázok vyššie ukazuje umelcovu predstavu veľmi ranného vesmíru, krátku dobu po tom, čo prvé hviezdy boli zapálené termonukleárnymi reakciami.

Merania v nerovnomernosti žiarenia pozadia podávajú dôkaz o tom, že náš vesmír je starý okolo 13,7 miliardy rokov (pozri náš článok Sme starí ako náš vesmír! Akí starí teda? o veku vesmíru zo 16.01.2004). Podľa jednej (asi najpočetnejšej) skupiny teoretikov svet vznikol v jedinom okamihu, ktorý nazývame Veľkým treskom (Big-Bang, vznik vesmíru má aj inú alternatívu, pozri si náš článok Mýtus o začiatku času z 03.05.2004).


Horný obrázok zhotovil Spitzerov vesmírny teleskop o hviezdach a galaxiách v súhvezdí Draka a ukazuje objekty vo vzdialenosti 50 až 100 miliónov svetelných rokov. Fotografia bola zhotovená na vlnovej dĺžke 3,6 mikrónov, ktorá je ďaleko od oblasti viditeľnej ľudskému oku. Dolný obrázok ukazuje výsledok spracovania potom, čo z popredia boli odstránené hviezdy a galaxie (nachádzajúce sa v spomínanej vzdialenosti 50 až 100 miliónov rokov). Oblasť snímkovania predstavuje oblasť 6 x 12 uhlových minút a doba expozície bola 10 hodín. Po tomto spracovaní vyniklo veľmi slabé svetlo prichádzajúce z veľmi vzdialeného pozadia a jedná sa pravdepodobne o svetlo hviezd tretej generácie vo vzdialenosti 13 miliárd svetelných rokov, ktoré sa vydalo na svoju púť len nejakých 200 až 400 miliónov rokov po vzniku vesmíru. Animáciu skombinujúcu obidve časti fotografií si môžete pozrieť tu (QuickTime - 3,55 MB)
Poďakovanie: NASA/JPL-Caltech/A. Kashlinsky (GSFC)

Hneď vzápätí sa hmota začala zhlukovať v dôsledku kvantovej fluktuácie. V ďalšom vstúpila na scénu gravitácia, ktorá menšie nerovnosti v rozložení hmoty začala zhlukovať do väčších celkov, do mračien tvorených čisto z vodíku, malého množstva deutéria, hélia a lítia (v tejto absolútne prvej fáze ťažšie prvky fakticky neboli prítomné). Mračná plynu (znázornené na obrázky modro) sa začali zhlukovať do kompaktného tvaru, do hviezd. Boli to prvé hviezdy vo vesmíre.

Trošku paradoxne ich nazývame hviezdami tretej generácie. Naše Slnko je hviezdou prvej generácie, sem patria prakticky aj dnes vznikajúce hviezdy. Sformovanie nášho Slnka z vodíkového mračna spôsobil pravdepodobne výbuch supernovy v blízkosti (ako taký výbuch a intenzívne žiarenie môže spustiť zrod hviezd, je popísaný v článku Zrod hviezd v mraku prachu zo dňa 14.11.2005). Ona supernova bola vybuchujúca hviezda (druhej generácie).
Hviezdy tretej generácie boli mimoriadne hmotné, ich hmotnosť sa (podľa predpokladov) mohla pohybovať okolo sto násobku hmotnosti nášho Slnka. Pri tak obrovskej hmotnosti prebiehajú termonukleárne reakcie veľmi intenzívne (v dôsledku mimoriadne vysokej teploty v strede hviezdy) a prakticky sa dožije len veku niekoľkých miliónov rokov (naše Slnko je staré okolo 5-6 miliárd rokov a je približne v polovine svojej "kariéry", ktorú cez krátku etapu červeného obra ukončí ako biely trpaslík). Takto hmotné hviezdy (s hmotnosťou sto násobku hmotnosti Slnka) vybuchujú ako supernovy, pričom zďaleka nespotrebujú všetok vodíku svojej hmoty a rozmetajú ho do okolitého priestoru, dávajúc tým priestor vzniku hviezd druhej generácie z týchto rozmetaných častí.
Radenie hviezd do generácií teda predstavuje určitú časovú, či skôr príčinnú postupnosť, keď jedna generácia hviezd spúšťa proces vzniku nasledujúcej generácie.
Hviezdy tretej generácie práve z uvedeného dôvodu hrajú mimoriadnu úlohu. Určovali tvorbu dnešných galaxií, štruktúru vesmíru.

Zdá sa, že Spitzerov vesmírny teleskop zachytil svetlo hviezd tretej generácie, tj. úplne prvých hviezd. V dôsledku vysokej teploty na povrchu hviezd (pri stonásobnej hmotnosti Slnka je to okolo 20 000 °C - oproti 6 000 °C na povrchu nášho Slnka), žiarili tieto hviezdy v ultrafialovej oblasti. Sú však tak ďaleko od nás (v podstate vo vzdialenosti 13 miliárd svetelných rokov), že v dôsledku červeného posunu ich dokáže detekovať len Spitzerov vesmírny teleskop, snímkujúci vesmír v infračervenej oblasti.
Svetlo je tak slabé, že sa nedajú rozpoznať jednotlivé objekty, vidíme len kolektívne svetlo z miliónov hviezd. Prielom na tomto poli môže priniesť vesmírny teleskop nasledujúcej generácie, ktorý ponesie meno James Webb. V tomto okamihu sa nedá vylúčiť ani tá možnosť, že vidíme svetlo z hmoty padajúcej do prvých čiernych dier.


-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >